黄种彬
国网福建省电力有限公司泉州供电公司，福建 泉州 362000
摘要：分布式光伏发电是一种新型且拥有良好发展前景的发电和能源利用方式，伴随着居民分布式光伏发电的普及和应用，致使普通居民用户成为了自发自用的发电站。但大规模的光伏发电在接入电网后，容易对电网运行造成一定的影响。因此对居民分布式光伏发电对电能采集及线损的影响进行分析，具有重要的意义。
关键词：分布式光伏发电；电能采集；线损影响
1分布式光伏发电的特点
首先，在正常的运行过程中，光伏列阵功率输出会受到照度、阳光强度、季节以及温度等因素的影响，引发较强的不稳定性和不连续性，从而引发大量的谐波冲击公共电网，影响整个电力系统的有序运行。
其次，分布式光伏并网中想要实现电压控制和频率控制，就需要利用逆变器完成，而逆变器中的电子器件实际在运行的过程中，引发的谐波电流会对电网的安全运行有非常大的影响。为了有效避免谐波对本地电流的影响，就需要开展并网时串联LCL型滤波器。但是，滤波器自身可能会引发谐振尖峰，导致出现二次污染的现象。
再次，一般分布式光伏发电在建筑物上进行安装，但会受到面积等因素的影响，很多电能出现负载消耗的情况。这就需要通过配电网进行调节。如果光伏系统的容量比较大，并网系统需具有谐波补偿和无功补偿的能力。
最后，如果电网出现故障，那么分布式光伏发电系统与周边负载就会形成孤岛效应，形成自给供电。这时周边区域的频率和电压就很难有效控制。负荷侧发生电压波动与闪变，可能会对用电设备造成一定的损坏[1]。在恢复供电或是其他情况下，如果公共电网电压与光伏输出电压不再同步的状态下，就会影响到电网的稳定性和安全性。
2 分布式光伏发电电能计量
2.1 计量方案
现阶段，电能消纳方式可以用于光伏发电的主要有如下3种，全部上网、自用剩余部分上网以及全部自用。目前，我国已经有很多地区的居民采用的是全部上网的方法。对于居民光伏发电的结算方式和计量方式，相比较传统的方式，差别非常大。首先，光伏发电的计量方式主要是独立计算，根据国家的统一规定设置价格，出售或是收购居民光伏发电。光伏发电需要安装两类电能表，分别为并网计量表和关口计量表。其中关口计量表的作用为计算用户与公共电网间的电能量；而并网计量表的作用是对发电能量和电价补贴进行统计。
2.2 计量接入方式
目前，我国已经在很多地区应用了双电表的计量方式，就是通过计量分开的方法，区分光伏发电和居民用电，图1为电能表接线图[2]。
2.3 电能计量装置
为了确保计量信息的及时性和准确性，必须要对如下三方面加强重视。首先，接入电压、并网电压为10kV的分布式发电项目，关口计量点必须要安装相同的电能表，确保准确性一致。接入电压只需要单套配置。其次，电能计量技术和装置一定要满足国家规定的相关要求。接入电压为10kV，就需要有专门的计量回路和传感器，还需要安装专门的电能量信息采集终端。配置专用的整体式电能计量箱。最后，Ⅱ类的电能计量装置，想要确保满足准确度的要求，就需要安装0.25等级的电流互感器、0.2的电压互感器。
图1 光伏发电用户计量接线图
3 光伏发电并网电能采集的分析
3.1 实现数据采集功能
国内电网企业主要是以信息技术和大数据技术为基础，建立相应辖区内全部光伏发电用户档案的营销系统。为了更好的实现数据采集功能，电网企业内部营销系统会建立一套极其完整的流程，当采集系统接收到相应指令时，会自动调试采集流程，结合采集要求，科学合理的配置采集任务。
3.2 数据项的采集
通过利用系统中的电源功能模块，能够实现对电压功率、功率因素等做出有效的采集，有利于工作人员对分布式电源的实际运行情况做出全面的了解与监测，也为工作人员分析光伏发电总量、光伏发电日均量等各项电能指标创造了有利条件。与此同时结合数据分析，创建回收成本时间的数据模型，加强提升分布式光伏发电的管理水平。
4 分布式光伏发电对电能采集及线损的影响分析
4.1 无功电压影响
对于大规模的光伏发电系统来说，通常设置在我国的西部地区，其距离电量的大规模应用区域较为遥远，导致系统中设置的无功电压调整系统运行水平下降。此外在发电系统的运行过程中，无功电压的支撑能力较弱，所以当实际的电压稳定质量超过限定标准值时，则整个系统的电压稳定性无法得到保障，这一形式会导致在电压出现大范围的波动现象，或者电压值大幅度上升时，会在原有的电力运输系统中形成过高的线损。
导致的后果是，整个电力系统的发热功率上升，由于光伏发电系统受到太阳光照的影响较大，可以说在夜间基本不出力，所以对于无功电压调整系统来说，其在不同的运行状态下，实际的运行参数会发生变化，导致实际的电压调整质量会出现一天内不同时间段的高数值波动情况。
4.2 配电保护系统影响
在分布式光伏发电系统接入到原有的电网之后，这一系统中的自动装置与继电保护装置也会发生一定情况下的参数变化情况。
首先是网络架构层面上的变化，从原有的单电源结构转变成双电源以及多电源的拓扑结构。其次是变压器的连接方式变化，接入之后不会形成额外的接地回路，从而导致实际运行过程中出现了保护操作特性变化情况。再次是整个系统的扰动敏感度提高，尤其是在一天之内的不同时间段内，由于光伏发电系统的具体处理情况发生了转变，所以会对原有的电网供配电能力造成影响。最后是配电系统中的线路保护装置出现转变，其需要能够自主启动已经建成的自投装置。对于所有这些转变情况来说，发电能力方面的变化表现为，一些情况下会导致继电保护装置出现误动作问题，降低了实际的电能采集质量，而对于系统线损，日间导致整个接入区域内的线损在一定程度内上升。
4.3 气候条件线损影响
对于光伏发电系统来说，承受到的环境影响因素主要包括两个方面，第一个是光照强度因素，第二个是环境的温度因素。对于第一个因素来说，白昼和夜间光伏发电系统的出力程度自然会出现极大的差距，其中在白天这一时间段内，光伏发电系统的发热效率大幅度上升，其能够为整个电网带来更多的电能，提高了电网的电能采集能力。但是当整个电力参数未能进行合理调整时，电网的负载会逐渐上升，而该过程中会导致整个线路的线损也相应提高，实际的发电效率和预期目标之间存在一定的差距。对于环境中的温度因素，发电系统中的铅酸蓄电池会受到温度的大幅度影响，当发现环境温度过高时，则电池中的化学反应速率加快，从而让这一系统的腐蚀效率获得大幅度的提高。在后续的工作过程中，可以确定工作状态下的实际发电效率要在一定程度上低于原有的预期目标。
4.4 功角稳定性影响
对于分布式光伏电源来说，其作为一种静止元价，并不参与到功角震荡，以及功角稳定性的调整过程，但是这一系统本身受到电网系统中的随机波动影响。在接入之后，整个光伏发电系统能够影响电网中的原有资源分布情况，并且对系统的传输功率造成了一定影响。就实际的发电功率来看，光伏发电系统接入到供配电网过程中，需要消除电网中产生的随机波动。而对于线损来说，由于光伏发电系统的记录过程会影响电网的运行稳定度，所以会提高这一参数。
5 分布式光伏发电对电能采集及线损负面影响的规避
5.1 无功补偿器设置
对于无功补偿器的装配过程来说，当前以及今后需要重点调整这一装置的实际运行参数，就实际的运行过程来看，需要研究的工作项目包括无功功率的本身参数、无功补偿器的装配区域、无功补偿器对于整个电网的实际调整水平等。通过对于这些参数的全面分析和了解，才能够让整个系统的运行质量获得大幅度的提高，比如对于光伏发电系统来说，由于其日间和夜间的运行参数自然存在极大差距，所以要求设置的无功补偿器主要在夜间发挥应有作用，其能够起到对于相关区域电压的调整作用，保证电能采集和线损保持稳定。此外也要保障其余的参数与日间运行状态基本相同，通过这一方式能够保证整个电网的稳定性，但是也需要考虑的是，在光伏发电系统的日间运行过程中，会导致原有的发电参数、线损发生了一定程度上的上升，所以为了能够提高整个系统的运行质量，要合理控制无功补偿器的具体运行方式，以实现对于各类参数和数据的合理调整。
5.2 接入节点选择
接入节点的选择过程，当前已经经过了长时间的研究和开发，并且明确了其对电压稳定性等方面造成的影响。就实际的作用效果上来看，接入节点的选择过程要按照整个电网中的脆弱节点进行分析，其中脆弱节点的概念为，当光伏发电系统接入电网后出现最剧烈波动情况的节点，本文研究过程中将这一节点设定为0号节点，其余节点分配为1到6号，距离0号节点的电气距离逐渐提高。从实际的影响效果上来看，在保证光伏发电系统容量相同以及采用的无功补偿器参数相同的情况下，距离零号节点电器距离越远的节点，在接入供配电网之后，其对整个系统造成的不稳定度影响会逐步降低。在接入节点的选择过程中，要对整个配网进行合理的阶段划分，在此基础上分析其中的脆弱节点，并把其余的节点接入到距离这一节点在允许范围内的较远区域，才能够让这一系统的线损以及电能采集性能具有极高的稳定性。
5.3 发电容量分析
发电容量的分析可以发现，当发电容量较小时，则其对电网的运行稳定性形成的稳定性控制效果较低。当前为了能够提高整个电网的容量，通常把光伏发电系统容量设定为较高状态，这一方式能够提高整个电网的运行稳定性。就实际的稳定性控制方法上来看，要在了解脆弱节点的基础之上，把相关节点合理设置在电网中的支路点，并且本身容量要按照允许范围内的最大参数设定。该参数的设定过程注意事项是，要严格防止在光伏发电系统接入整个系统中后，导致供配电线路中出现电能潮汐逆流现象。
结语
总而言之，为充分发挥出居民分布式光伏发电系统及其作用，控制分布式光伏发电系统对电能采集以及线损的影响，需要对分布式光伏发电设备进行不断完善，提升分布式光伏发电设备运行管理力度，保障电力输送质量与效率。
参考文献:
[1]陆晓静，吴星亮，陈圣金，等.简述居民分布式光伏发电系统配电箱的发展[J].太阳能，2019(04):9-12+6.
[2]高玲玲，刘明明.居民分布式光伏发电对电能采集及线损的影响[J].农村电工，2019，27(02):36.